Higher-Order Components for Grid Programming: Making Grids More Usable

یک چالش عمده در محاسبات شبکه ای، توسعه نرم افزار کاربردی برای این نوع جدید زیرساخت است. برنامه نویسان برنامه گرید باید چندین جنبه پیچیده را در نظر بگیرند: توزیع داده ها و محاسبات، محاسبات موازی در سایت ها و پردازنده های مختلف، ناهمگونی رایانه های درگیر، تعادل بار، و غیره. بنابراین برنامه نویسان گرید متدولوژی های برنامه نویسی جدیدی را طلب می کنند که بر روی چنین جزئیات فنی انتزاعی می شود. در حالی که ویژگی های مفید میان افزار شبکه مدرن حفظ می شود.

برای این منظور، نویسندگان مؤلفه های مرتبه بالاتر (HOC) را معرفی می کنند. HOC ها الگوهای پردازش موازی/توزیع شده عمومی را همراه با پشتیبانی میان افزار مورد نیاز پیاده سازی می کنند و از طریق یک رابط خدمات سطح بالا به کاربران ارائه می شوند. کاربران فقط باید قطعات برنامه های خاص برنامه خود را به عنوان پارامتر ارائه کنند، در حالی که جزئیات پیاده سازی سطح پایین، مانند انتقال داده ها در سراسر شبکه، توسط HOC ها مدیریت می شود. HOC ها در شبکه اروپایی تعالی CoreGRID توسعه داده شده اند و به یک فرمت اختیاری میان افزار محبوب Globus تبدیل شده اند. این کتاب تجربه عملی را در اختیار خواننده قرار می‌دهد و مجموعه گسترده‌ای از نمونه‌های کاربردی از زمینه‌های مختلف علوم و مهندسی، از جمله زیست‌شناسی، فیزیک، و غیره را توصیف می‌کند. کد جاوا برای این نمونه‌ها به‌صورت آنلاین ارائه شده است که مکمل کتاب است. عملکرد برنامه مورد انتظار برای آزمایش‌های عملکردی گسترده در بسترهای آزمایشی مختلف، از جمله شبکه‌هایی با توزیع در سراسر جهان، مورد مطالعه و گزارش قرار می‌گیرد.

این کتاب برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی، متخصصان پیشرفته، و محققان در دانشگاه و صنعت هدف‌گذاری شده است. خوانندگان می توانند سطح دانش خود را در مورد روش های برنامه نویسی سیستم های موازی و توزیع شده معاصر افزایش دهند و علاوه بر این، می توانند تجربه عملی در استفاده از نرم افزارهای توزیع شده کسب کنند. مثال‌های عملی نشان می‌دهند که چگونه می‌توان مواد آنلاین مکمل را به راحتی در پروژه‌های مختلف جدید به کار برد.

A major challenge in grid computing remains the application software development for this new kind of infrastructure. Grid application programmers have to take into account several complicated aspects: distribution of data and computations, parallel computations on different sites and processors, heterogeneity of the involved computers, load balancing, etc. Grid programmers thus demand novel programming methodologies that abstract over such technical details while preserving the beneficial features of modern grid middleware.

For this purpose, the authors introduce Higher-Order Components (HOCs). HOCs implement generic parallel/distributed processing patterns, together with the required middleware support, and they are offered to users via a high-level service interface. Users only have to provide the application-specific pieces of their programs as parameters, while low-level implementation details, such as the transfer of data across the grid, are handled by the HOCs. HOCs were developed within the CoreGRID European Network of Excellence and have become an optional extension of the popular Globus middleware. The book provides the reader with hands-on experience, describing a broad collection of example applications from various fields of science and engineering, including biology, physics, etc. The Java code for these examples is provided online, complementing the book. The expected application performance is studied and reported for extensive performance experiments on different testbeds, including grids with worldwide distribution.

The book is targeted at graduate students, advanced professionals, and researchers in both academia and industry. Readers can raise their level of knowledge about methodologies for programming contemporary parallel and distributed systems, and, furthermore, they can gain practical experience in using distributed software. Practical examples show how the complementary online material can easily be adopted in various new projects.